Dieta chetogenica nel trattamento delle malattie neurologiche
Qual è la storia della dieta chetogenica? Qual è stato il suo primo utilizzo in ambito clinico prima di diventare una delle diete più utilizzate per perdere peso? Come può essere utilizzata anche in ambito neurologico? Quali effetti ha a livello intestinale?
In questo articolo risponderò a queste domande, partendo dalla storia di questo particolare regime alimentare, arrivando poi alle sue applicazioni nei pazienti affetti da malattie neurologiche e ai suoi effetti sul microbiota intestinale.
Per anni mi sono occupata di pazienti neurologici in ambito ospedaliero e ora porto la mia esperienza ai pazienti con malattie neurologiche anche presso i miei studi, online e a domicilio.
Iniziamo con le risposte alle prime domande, ovvero la storia della dieta chetogenica e come è stata utilizzata negli anni.
DIETA CHETOGENICA: DALL’EPILESSIA ALLA PERDITA DI PESO
Le prime applicazioni in ambito clinico risalgono agli anni '20 del secolo scorso, quando è stato scoperto che la dieta chetogenica era efficace nei bambini con epilessia che non rispondevano alla terapia farmacologica. La dieta prevedeva 1 g proteine/kg, 15 g carboidrati e la rimanente quota calorica in grassi. I bambini trattati con questo regime alimentare presentavano un miglioramento del comportamento e della frequenza degli attacchi epilettici. In seguito alla scoperta negli anni '30 di farmaci antiepilettici più efficaci, il suo utilizzo si è ridotto. Recentemente però alcuni studi hanno confermato l’efficacia della dieta chetogenica (e della dieta Atkins modificata che prevede un apporto di carboidrati pari a 10-15 g/die senza limitazioni su proteine e lipidi) nei casi in cui la terapia farmacologica non risulta efficace. Un altro ambito di studio della dieta chetogenica è quello dei suoi possibili effetti contro l’emicrania. L’emicrania si può presentare con o senza aura e con sintomi clinici che possono variare dalla fotofobia (la sensibilità alla luce), alla fonofobia (la sensibilità ai rumori) fino a nausea e vomito. In molti studi è stata evidenziata l’efficacia della dieta chetogenica sulla riduzione degli attacchi, sullo stress ossidativo, sull’eccitabilità cerebrale e sull’infiammazione, ma sono necessari ulteriori studi per confermare questi risultati. A partire dagli anni ‘70 del secolo scorso l’interesse si è spostato sull’utilizzo della dieta chetogenica come trattamento dimagrante. Nello specifico si parla di Very Low-Calorie Ketogenic Diet (VLCKD) (una dieta chetogenica a varie fasi con un apporto energetico iniziale di 600-800 Kcal/die, un apporto di lipidi <30-40 g/die, di carboidrati <30-50 g/die e 1-1,5 g proteine/kg peso ideale), che viene utilizzata per il trattamento dell’obesità severa e/o associata a disturbi metabolici (ipertensione, sindrome metabolica) e si è dimostrata efficace nella riduzione del peso, della circonferenza addominale, della massa grassa con miglioramento della glicemia e del profilo lipidico. Questi sono stati gli utilizzi nel tempo, ora andiamo a vedere nello specifico che cos’è la dieta chetogenica e come funziona.COME FUNZIONA LA DIETA CHETOGENICA
Come visto nel precedente paragrafo, la dieta chetogenica è un regime alimentare che prevede una riduzione dell’apporto di carboidrati e un aumento di quello di grassi per indurre la chetosi e rendere i corpi chetonici (acetone, ꞵ-idrossibutirrato e acido acetoacetico) il principale substrato energetico al posto degli zuccheri. Durante i primi giorni vengono utilizzate le scorte di glicogeno epatiche e muscolari con il rilascio di glucosio (attraverso la glicogenolisi e la gluconeogenesi) ai tessuti glucosio dipendenti, come il cervello. Nella fase successiva (dopo 3-4 giorni di mancanza di carboidrati) c’è un adattamento di questi tessuti all’utilizzo dei corpi chetonici con stabilizzazione della glicemia e dell’insulina e una riduzione del senso della fame. In corso di ridotto apporto alimentare e/o di carboidrati c’è una riduzione dell’insulina e un aumento del glucagone e dell’adrenalina che stimolano gli adipociti a rilasciare acidi grassi liberi nel sangue attraverso la lipolisi. Questi acidi grassi vengono convertiti ad acetil-CoA e trasportati al fegato dove, a livello mitocondriale, vengono convertiti a corpi chetonici. A livello epatico il primo passaggio è la formazione di acetoacetil-CoA, che deriva dall’unione di due molecole di acetil-CoA per azione dell’enzima tiolasi. Attraverso una successiva reazione catalizzata dall’enzima HMGCS2, viene aggiunta un’altra molecola di acetil-CoA formando l’HMG-CoA. Successivamente l’enzima HMG-CoA liasi rimuove un acetil-CoA per formare il corpo chetonico acetoacetato da cui deriva l’acido ꞵidrossibutirrato (BHB; tramite l’enzima ꞵidrossibutirrato idrogenasi) e l’acetone . L’acetoacetato e il BHB vengono poi rilasciati in circolo per essere utilizzati dai tessuti extraepatici, tra cui il cervello. Il passaggio dei corpi chetonici attraverso la barriera ematoencefalica dipende dalla concentrazione dei trasportatori MCT (trasportatore dei monocarbossilati) e una volta entrati nel cervello vengono convertiti nei mitocondri ad acetil-CoA, che entra poi nel ciclo degli acidi tricarbossilici (conosciuto anche come Ciclo di Krebs) per formare ATP (la principale molecola energetica). Un’aumentata disponibilità di corpi chetonici a livello del sistema nervoso centrale comporta un cambio del metabolismo energetico a livello cerebrale, con riduzione dell’utilizzo del glucosio e il mantenimento della produzione di ATP. Questo aspetto è importante e lo ritroveremo anche quando parlerò dell’applicazione della chetogenica in ambito neurologico. Ora però torniamo alle caratteristiche generali. Abbiamo visto che con la dieta chetogenica il nostro organismo si adatta ad utilizzare i corpi chetonici come principale fonte energetica. Quali conseguenze può dare questo adattamento? Gli effetti collaterali della dieta chetogenica sono:● disidratazione
● aumento del carico di lavoro dei reni (per eliminare i corpi chetonici)
● maggiore tendenza ad avere crampi
● ipotensione
● ipoglicemia
● sintomi legati allo scarso adattamento alla dieta (mal di testa, vertigini, affaticamento, irritabilità)
● sintomi gastrointestinali (nausea, vomito, diarrea, stipsi)
● riduzione dell’appetito A lungo termine si possono presentare:
● ipercolesterolemia e ipertrigliceridemia
● iperuricemia
● alterazioni della funzionalità epatica
● disordini elettrolitici
● aterosclerosi
● osteoporosi
● calcoli renali
● carenze di vitamine e minerali Se si è seguiti da un professionista e si seguono le indicazioni date, questi effetti collaterali possono essere ridotti al minimo. Quindi, come si imposta e quali alimenti si possono mangiare nella dieta chetogenica? Andiamo a vederlo subito.
COSA MANGIARE NELLA DIETA CHETOGENICA
La dieta chetogenica viene definita in base all’apporto di carboidrati (<30-50 g/die, pari a circa il 5-10% delle calorie totali) e all’apporto di lipidi (70-80%), mentre l’apporto proteico si attesta sul 15-20% (1,2-1,5 g/kg/die). Nell’immagine si può vedere la differenza nella distribuzione di nutrienti tra dieta chetogenica e dieta mediterranea.
Come si traduce questo nella pratica? Molte volte si legge dell’utilizzo di prodotti specifici per poter seguire la dieta chetogenica, ma in realtà è possibile farlo anche con gli alimenti naturali.
Quelli permessi comprendono:
● proteine animali (carne, pesce, uova, formaggi)
● proteine vegetali
● frutta secca e semi grassi e oli
● verdure con un contenuto pari a 3g di carboidrati/100g (asparagi, broccoli, cavolfiore, cetrioli, lattuga, sedano, spinaci, zucchine) Si consiglia di bere più di 2 litri di acqua al giorno, per ridurre il rischio di disidratazione, e di assumere integratori di sali minerali per ridurre gli effetti collaterali. Gli alimenti che vengono invece esclusi sono:
● alimenti zuccherati (succhi di frutta, bibite, dolci, budini, gelati)
● cereali e prodotti a base di cereali
● frutta (soprattutto quella a più alto contenuto in zuccheri)
● legumi
● patate
● alcool
● salse e condimenti contenenti zucchero Per poter perdere peso questo regime va seguito per circa 8-10 settimane, evitando il fai da te e facendosi seguire da un professionista. E soprattutto va evitata in alcuni casi come:
● gravidanza e allattamento
● età pediatrica
● presenza di insufficienza cardiaca, renale, epatica, pancreatite
● diabete di tipo 1 (insulino dipendente)
● disturbi del comportamento alimentare
● attività fisica molto intensa
● patologie psichiatriche
● alcolismo
● disfunzione del metabolismo dei grassi Visto gli effetti illustrati all’inizio nei pazienti con epilessia o emicrania, molti studi si sono focalizzati sull’utilizzo della dieta chetogenica nei pazienti affetti da altre malattie neurologiche e neurodegenerative. Vediamo i risultati di queste ricerche nel prossimo paragrafo.
● proteine animali (carne, pesce, uova, formaggi)
● proteine vegetali
● frutta secca e semi grassi e oli
● verdure con un contenuto pari a 3g di carboidrati/100g (asparagi, broccoli, cavolfiore, cetrioli, lattuga, sedano, spinaci, zucchine) Si consiglia di bere più di 2 litri di acqua al giorno, per ridurre il rischio di disidratazione, e di assumere integratori di sali minerali per ridurre gli effetti collaterali. Gli alimenti che vengono invece esclusi sono:
● alimenti zuccherati (succhi di frutta, bibite, dolci, budini, gelati)
● cereali e prodotti a base di cereali
● frutta (soprattutto quella a più alto contenuto in zuccheri)
● legumi
● patate
● alcool
● salse e condimenti contenenti zucchero Per poter perdere peso questo regime va seguito per circa 8-10 settimane, evitando il fai da te e facendosi seguire da un professionista. E soprattutto va evitata in alcuni casi come:
● gravidanza e allattamento
● età pediatrica
● presenza di insufficienza cardiaca, renale, epatica, pancreatite
● diabete di tipo 1 (insulino dipendente)
● disturbi del comportamento alimentare
● attività fisica molto intensa
● patologie psichiatriche
● alcolismo
● disfunzione del metabolismo dei grassi Visto gli effetti illustrati all’inizio nei pazienti con epilessia o emicrania, molti studi si sono focalizzati sull’utilizzo della dieta chetogenica nei pazienti affetti da altre malattie neurologiche e neurodegenerative. Vediamo i risultati di queste ricerche nel prossimo paragrafo.
DIETA CHETOGENICA E MALATTIE NEUROLOGICHE
Come descritto fino a qui, la dieta chetogenica si dimostra efficace nel trattamento dell’epilessia resistente ai farmaci e può essere utile nel trattamento di disturbi metabolici come obesità, sindrome metabolica e diabete tipo 2. In neurologia da alcuni studi emerge la sua potenziale utilità nelle malattie neurodegenerative soprattutto SLA, Alzheimer, Morbo di Parkinson e Sclerosi Multipla (SM). Vediamolo nello specifico.SLA
I principali meccanismi patogenetici alla base dello sviluppo della SLA sono un eccesso di radicali liberi, la neurotossicità di alcuni neurotrasmettitori e una ridotta capacità antiossidante che portano ad una ridotta funzione della membrana dei mitocondri e della loro attività con un possibile cambiamento del bilancio energetico. La dieta chetogenica riduce l’ipereccitabilità e migliora la capacità antiossidante, ristabilisce la funzionalità del complesso mitocondriale 1 (la cui attività è ridotta nei pazienti SLA) e regola la risposta allo stress nei mitocondri attraverso un aumento delle sirtuine, proteine che prevengono la disfunzione mitocondriale. studi su modelli animali è stato visto che con la dieta chetogenica c’è una maggiore sopravvivenza dei motoneuroni e un miglioramento della funzionalità motoria (soprattutto nella forma SOD1).ALZHEIMER
Il declino cognitivo dei pazienti con Alzheimer è dovuto ad una riduzione progressiva della funzionalità delle sinapsi con conseguente perdita di neuroni in alcune aree del cervello, tra cui l’ippocampo (area deputata alla memoria a breve termine, all’apprendimento, alla memoria spaziale e all’orientamento). Negli anni sono stati scoperti vari meccanismi patogenetici alla base di queste alterazioni. Quello più noto è l’accumulo della proteina Tau e dei suoi neurofilamenti e della proteina ꞵ amiloide nel cervello che porta a infiammazione cronica, aumento dello stress ossidativo, disfunzione mitocondriale e alterazione dell’attività cerebrale. A livello metabolico, l'Alzheimer è associato a insulino resistenza nel cervello (in alcuni casi è stato anche definito, per questo, diabete di tipo 3), all’accumulo dei prodotti di glicazione avanzata (AGE) legato all’avanzare dell’età (processo che nell’Alzheimer risulta più veloce) e ad alterazioni del metabolismo del glucosio, con riduzione del suo utilizzo e dei suoi trasportatori (GLUT 1, GLUT 2 e GLUT 3). La dieta chetogenica potrebbe agire su queste alterazioni metaboliche poichè porta ad un minor utilizzo del glucosio a livello cerebrale, alla riduzione dell’insulino resistenza e ad un miglioramento del metabolismo mitocondriale. Su alcuni modelli animali si è visto un miglioramento dell’apprendimento e della memoria con riduzione delle proteine Tau, ꞵ amiloide (e delle relative placche) e un miglioramento dei sintomi motori. Negli studi sui pazienti (con un numero di soggetti comunque basso) si è visto un miglioramento della funzione cognitiva e della memoria (soprattutto con supplementazione di acidi grassi a media catena MCT). Nei pazienti con mutazione ApoE4 è presente una minore attività mitocondriale e la dieta chetogenica potrebbe essere meno efficace.MORBO DI PARKINSON
La principale causa dello sviluppo del Parkinson è la perdita dei neuroni dopaminergici della substantia nigra che potrebbe essere causata dalla ridotta attività del complesso mitocondriale 1. I corpi chetonici non utilizzano questo sistema fornendo così ai neuroni una fonte energetica alternativa, migliorando la funzionalità mitocondriale. Nei modelli animali si è visto che l’infusione di ꞵ-idrossibutirrato riduce la degenerazione dei neuroni dopaminergici, mentre la dieta chetogenica riduce la neuroinfiammazione, migliora i sintomi motori e la produzione di dopamina. Negli studi sui pazienti si è visto che la dieta chetogenica seguita per brevi periodi (1-2 mesi) può avere un effetto neuroprotettivo, migliorare i sintomi motori e non motori (tra cui ansia, memoria a breve termine, fluenza verbale e qualità della voce) e ridurre il peso e altri parametri metabolici (circonferenza vita, emoglobina glicata, insulinemia, colesterolo HDL, glicemia) con minor rischio cardiovascolare.SCLEROSI MULTIPLA
La sclerosi multipla (SM) è una patologia neurodegenerativa di origine autoimmune che colpisce la guaina mielinica dei neuroni cerebrali e del midollo spinale alterando la trasmissione del segnale nervoso. A differenza della SLA, dell’Alzheimer o del Parkinson, ha una maggiore incidenza nella popolazione giovane (20-30 anni). Può presentarsi in forma recidivante-remittente (con fasi di malattia acuta e fasi di benessere), secondariamente progressiva (evoluzione della precedente con aumento progressivo della disabilità) o primariamente progressiva(costante peggioramento dei sintomi con poche recidive) e i sintomi più comuni sono sensazione di formicolio, debolezza degli arti, problemi di equilibrio, stanchezza (fatigue), vertigini, disturbi visivi e disestesia (alterazione del senso del tatto). Molti studi hanno evidenziato che la dieta chetogenica potrebbe ricostruire e riparare la guaina mielinica tramite l’aumento di fattori neurotrofici, può avere un effetto neuroprotettivo e ridurre i sintomi dell’autoimmunizzazione. Negli studi su pazienti si è riscontrata una riduzione dei neurofilamenti a catena leggera (sNfL, marcatore di danno neuronale) nei pazienti con la forma recidivante-remittente e un miglioramento della disabilità neurologica, della qualità di vita, della depressione, della neuroinfiammazione e della fatigue. In conclusione possiamo dire che la dieta chetogenica può essere utile nei pazienti con malattie neurologiche? Analizziamo i pro e i contro. I suoi potenziali effetti sono:● fornisce una fonte energetica alternativa in presenza di ipometabolismo cerebrale perchè i corpi chetonici possono essere metabolizzati a livello cerebrale in caso di carenza di glucosio
● ripristino dell’integrità della barriera ematoencefalica (per aumento dei trasportatori MCT e GLUT)
● riduzione del danno ossidativo e della produzione di radicali liberi con aumento dell’attività antiossidante
● miglioramento del metabolismo dei mitocondri con conseguente miglioramento del metabolismo cerebrale e neuronale (per aumento dell’ATP, molecola che fornisce energia alle cellule)
● promozione della formazione di mitocondri nell’ippocampo
● aumento delle proteine disaccoppianti UCP (con aumento della resistenza dei neuroni al danno ossidativo)
● aumento degli acidi grassi polinsaturi omega 3 a livello cerebrale con miglioramento dei processi cognitivi e della funzionalità delle sinapsi
● riduzione dell’apoptosi(morte) cellulare
● riduzione della risposta neuroinfiammatoria per riduzione delle citochine, dei markers infiammatori e della risposta della microglia
● protezione dall’infiammazione ed effetto neuroprotettivo per aumento dei fattori neuroprotettivi e per aumento dell’autofagia (rimozione di componenti cellulari danneggiati, come gli aggregati di proteine e i mitocondri danneggiati)
● riduzione dell’esotossicità per aumento della conversione del glutammato in glutammina e della sua trasformazione in acido gamma aminobutirrico (GABA) Di contro va considerato che:
● i pazienti neurologici sono a maggior rischio di malnutrizione e spesso non riescono ad avere un apporto energetico sufficiente (per la presenza di disfagia, anosmia, aprassia e disordini del comportamento alimentare). La dieta chetogenica potrebbe peggiorare questi aspetti per l’anoressia indotta e il catabolismo e la ridotta sintesi proteica
● non è ancora chiaro il preciso meccanismo d’azione della dieta chetogenica sulle malattie neuromuscolari
● non ci sono studi sugli effetti a lungo termine sui pazienti
● ci sono molti studi su modelli animali e pochi studi su un numero congruo di pazienti Per concludere possiamo dire che valutando i pro e i contro della dieta chetogenica il suo utilizzo nei pazienti neurologici va valutato caso per caso, considerando il loro stato clinico e nutrizionale, soprattutto in caso di soggetti anziani. E' consigliato un piano nutrizionale personalizzato che si adatti alle esigenze specifiche di ogni paziente. Per definire meglio l’efficacia dell'utilizzo a scopo terapeutico della dieta chetogenica nelle malattie neurologiche descritte sono necessari ulteriori studi, soprattutto a lungo termine e con un maggior numero di pazienti. In questa infografica c’è un riassunto degli effetti della dieta chetogenica nelle malattie neurologiche descritte.
Ma la dieta chetogenica come agisce a livello intestinale? E può avere effetti anche sul sistema nervoso? Vediamolo nel prossimo paragrafo
